На чем земля держится

Рис. 11. Воображаемая стрельба из пушки, установленной на горе, снарядами, летящими с огромной скоростью. При скорости восемь километров в секунду снаряд не падает на Землю, двигаясь по круговому пути. При скорости одиннадцать километров в секунду снаряд улетает прочь от Земли

Нужно, однако, заметить, что такую скорость, как восемь — одиннадцать километров в секунду, очень трудно получить при помощи артиллерийских орудий[1]. Самые лучшие дальнобойные орудия дают начальную скорость не больше чем два километра в секунду, т. е. в четыре раза меньше, чем круговая скорость. К тому же при таких больших скоростях необходимо учитывать и сопротивление воздуха, которое в этом случае сильно возрастает. Уже при тех скоростях, которые имеют современные самолеты, приходится принимать все меры, чтобы по возможности уменьшить сопротивление воздуха; частям самолетов придают так называемую «обтекаемую» форму — гладкую, без малейших выступов. А ведь круговая скорость в десятки раз больше скорости боевого самолета.

При такой скорости полета в результате трения о воздух всякое тело должно сильно нагреваться. Уже у обыкновенных артиллерийских снарядов головная часть сильно нагревается. При скоростях же порядка круговой скорости тело должно в течение нескольких секунд нагреться до 3 000 и более градусов, расплавиться и сгореть. Вот почему не удается построить пушку, которая могла бы выстрелить на Луну.

Однако для нашей темы вопрос о сопротивлении воздуха не имеет большого значения, так как нас интересуют движения Луны и Земли, т. е. небесных тел, которые двигаются не в воздухе, а в межпланетном пространстве, где воздуха нет и, следовательно, нет никакого сопротивления движению, но где действуют те же самые законы механики, что и на Земле. Кроме того, вместо выстрела из пушки для межпланетных полетов гораздо целесообразнее применить ракетный снаряд. Такой снаряд может двигаться в безвоздушном пространстве и развивать огромные скорости. При этом ракета набирает скорость постепенно, то есть более или менее плавно, а не сразу, толчком, как артиллерийский снаряд при выстреле.

Основы теории полета ракет были разработаны и применены к расчету межпланетных полетов знаменитым русским ученым Константином Эдуардовичем Циолковским.

Но только 4 октября 1957 года человечеству удалось впервые осуществить эти смелые идеи. В этот день начал свой полет вокруг Земли первый советский искусственный спутник, или, короче, спутник I. Так его стали называть, не переводя новое для них слово на свой язык, народы всего мира. Начиная с этого дня человек начал планомерное освоение космического пространства, то есть пространства, лежащего далеко за пределами атмосферы Земли. Наряду с естественным спутником Земли — Луной — теперь в небе движутся искусственные спутники, сделанные человеческими руками.

Искусственные спутники с замечательной точностью подтвердили правильность всех расчетов ученых о законах движения тел, о которых мы недавно говорили. Советские инженеры и ученые заставили спутники летать на высоте в сотни километров от земной поверхности со скоростью, в точности равной круговой скорости. На тех больших высотах, где летают спутники, атмосферы почти нет. Поэтому ее действие очень незначительно. Тем не менее она немного тормозит движение спутников. Они постепенно теряют высоту. И, в конце концов, попав в более плотные слои атмосферы, они сильно нагреваются и сгорают как «падающие» звезды.

Если спутник запустить на еще бóльшую высоту, то он вовсе не будет испытывать никакого торможения со стороны атмосферы и тогда он станет вечным спутником Земли, подобно Луне. Это ясно из того, что законы движения одинаковы для всех тел окружающего нас мира независимо от их размеров.

Успешным запуском в СССР искусственных спутников Земли ученые впервые получили средство для непосредственного исследования верхних слоев атмосферы и космического пространства. Последующие запуски спутников в течение Международного геофизического года позволили расширить число важнейших научных опытов, проводимых в космическом пространстве, и еще глубже понять многие процессы, происходящие в верхней атмосфере и космосе.

Впервые в истории человечества летательные аппараты, созданные и запущенные человеком, совершили столь длительные полеты. Пройденный первыми искусственными спутниками путь вокруг земного шара по своей протяженности в сотни раз превышает расстояние от Земли до ее естественного спутника — Луны. Конечно, это еще только начало открытого советской наукой великого пути исследований, ведущего в необъятные глубины Вселенной. Но первый шаг в космос уже сделан запуском советских спутников и недалеко то время когда сделанные человеческими руками маленькие небесные тела полетят на Луну, на Марс и другие планеты.